精餾試驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告材料

1、實(shí)用文檔精儲(chǔ)實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)報(bào)告一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康? 1 . .學(xué)會(huì)識(shí)別精微塔內(nèi)出現(xiàn)的幾種操作狀態(tài),并分析這些操作狀態(tài)對(duì)塔性能的影響；2 2 . .學(xué)會(huì)精福塔性能參數(shù)的測(cè)量方法,并掌握其影響因素；3 3 . .測(cè)定精微過(guò)程的動(dòng)態(tài)特性,提升學(xué)生對(duì)精微過(guò)程的熟悉.二、實(shí)驗(yàn)原理1 1 . .理論塔板數(shù)的圖解求解法對(duì)于二元物系,如其汽液平衡數(shù)據(jù),那么根據(jù)精微塔的操作回流比、 塔頂儲(chǔ)出液組成及塔底釜液組成計(jì)算得到操作線,從而使用圖解求解法,繪圖得到精儲(chǔ)操作的理論塔板數(shù).精微段操作線方程：提福段操作線方程：用圖解法求算理論塔板的理論依據(jù)為：1 1根據(jù)理論塔板定義,離開(kāi)任一塔板上氣液兩相的濃度 X Xn和 y yn必在平

2、衡線上；2根據(jù)組分物料衡算,位于任兩塔板間兩相濃度 X Xn和y yn+1必落在相應(yīng)塔段的操作線上.本實(shí)驗(yàn)采用全回流的操作方式,即.此時(shí),精微段操作線和提儲(chǔ)段操作線簡(jiǎn)化為：2 2 . .總板效率精儲(chǔ)操作的總板效率的計(jì)算公式為：式中,NT為理論塔板數(shù),NP為實(shí)際塔板數(shù).3 3 . .折光率與液相組成本實(shí)驗(yàn)通過(guò)測(cè)量塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的折光率,計(jì)算得到儲(chǔ)出液與釜液的組成.對(duì) 3030oCoC文案大全實(shí)用文檔下質(zhì)量分率與阿貝折光儀讀數(shù)之間關(guān)系可按以下回歸式計(jì)算：式中,w w 為質(zhì)量分率,n n30為 3030oCoC 下的折光指數(shù).測(cè)量溫度下的折光指數(shù)與 3030oCoC 下的折光指數(shù)之間關(guān)系可由下

3、式計(jì)算：式中,n nt為測(cè)量溫度下的折光指數(shù),t t 為測(cè)量溫度.測(cè)量溫度可從阿貝折光儀上讀出.儲(chǔ)出液與釜液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)與摩爾分?jǐn)?shù)之間的關(guān)系可由下式表示：三、實(shí)驗(yàn)步驟1 1 . .實(shí)驗(yàn)前檢查實(shí)驗(yàn)裝置上的各個(gè)旋塞、閥門(mén)均應(yīng)處于關(guān)閉狀態(tài)；電流電壓表及電位器位置均為零；2 2 . .翻開(kāi)塔頂冷凝器的冷卻水,冷卻水的水量約為 8 8 升/分鐘；3 3 . .接上電源閘,按下裝置上總電源開(kāi)關(guān),調(diào)節(jié)回流比限制器至全回流狀態(tài)；4 4 . .調(diào)節(jié)電位器使加熱電壓為 70V70V, ,開(kāi)始計(jì)時(shí)并測(cè)量塔頂溫度.剛開(kāi)始時(shí)每隔 5 5 分鐘記錄-次塔頂溫度,待溫度變化明顯后,每隔 0.50.5 分鐘記錄一次數(shù)據(jù),至塔頂

4、溫度不再隨時(shí)間發(fā)生明顯變化；5 5 . .測(cè)量每一塊塔板上的溫度,并收集塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液,使用阿貝折光儀測(cè)量?jī)梢后w的溫度與折光率；6 6 . .調(diào)節(jié)電位器使加熱電壓分別為 90V90V 和 110V110V, ,待精儲(chǔ)塔穩(wěn)定后,重復(fù)步驟5 5; ;7 7 . .檢查數(shù)據(jù)合理后,關(guān)閉電源及加熱開(kāi)關(guān),并在停止加熱 1010 分鐘后,關(guān)閉冷卻水,一切復(fù)原.文案大全實(shí)用文檔四、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及實(shí)驗(yàn)結(jié)果1 1 . .在全回流條件下,塔頂溫度隨時(shí)間的變化情況調(diào)節(jié)電位器使加熱電壓為 70V70V, ,調(diào)節(jié)回流限制器至全回流狀態(tài),記錄在不同時(shí)刻下的塔頂溫度.并以開(kāi)車(chē)時(shí)間為橫坐標(biāo),以塔頂溫度為縱坐標(biāo)繪圖,如以下圖

5、所示.100.080.060.040.020.00.001020304050時(shí)間tmin從圖中我們可以得到,在精儲(chǔ)塔開(kāi)始工作的前 3535 分鐘里,由于沒(méi)有蒸汽經(jīng)過(guò)塔頂,因此塔頂溫度與室溫接近,并保持不變.從 3030 分鐘至 4040 分鐘,蒸汽上升至塔頂,使塔頂溫度在短時(shí)間內(nèi)快速升高.從 4040 分鐘至 4242 分鐘,精儲(chǔ)塔內(nèi)趨于穩(wěn)定,塔頂蒸汽中輕組分乙醇的組成比例逐漸提升,塔頂溫度有小幅地下降.4242 分鐘之后,精儲(chǔ)塔到達(dá)穩(wěn)定狀態(tài),塔頂溫度保持不變.2 2 . .在全回流、穩(wěn)定操作的條件下,塔體內(nèi)溫度隨塔高的分布分別測(cè)量在加熱電壓為 70V70V、90V90V 和 110V110V

6、 時(shí),全回流、穩(wěn)定操作的條件下,精儲(chǔ)塔各塔板的溫度,并得到在不同加熱電壓下塔體內(nèi)溫度隨塔高的分布,數(shù)據(jù)如下表所示.塔板數(shù)13456789高度m0.80.60.50.40.30.20.10.0文案大全實(shí)用文檔塔體70V79.984.782.583.785.487.388.693.8溫度90V80.185.685.788.290.391.892.594.7(oC)110V80.287.586.989.291.592.493.295.4以高度為橫坐標(biāo),以塔體高度為縱坐標(biāo)繪圖,如以下圖所示.從圖中可以觀察得到,在同一加熱電壓下,塔體溫度沿塔從下到上逐步降低.這是由于沿塔從下到上重組分的摩爾分?jǐn)?shù)在逐漸減

7、小,輕組分的摩爾分?jǐn)?shù)在逐漸增大,氣液兩相達(dá)平衡時(shí)的溫度在逐漸降低.在不同加熱電壓下,加熱電壓越高,相同高度處塔體的溫度越高,而塔頂溫度根本保持不變.3 3 . .在全回流和穩(wěn)定操作的條件下的理論塔板數(shù)和總板效率(1)(1)繪出平衡線與操作線根據(jù)已有的乙醇-正丙醇?xì)庖浩胶鈹?shù)據(jù),可以繪出精儲(chǔ)的平衡線.乙醇-正丙醇?xì)庖浩胶鈹?shù)據(jù)如下表所示.-0V70V-90V110V塔高(m)度溫體塔x0.0000.1260.1880.2100.3580.461y0.0000.2400.3180.3490.5500.650 x0.5460.6000.6630.8841.000文案大全實(shí)用文檔y0.7110.7600.

8、7990.9141.000在全回流狀態(tài)下的操作線方程為：2 2測(cè)量塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的組成測(cè)量在不同加熱電壓下塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的折光率,并計(jì)算出液體的組成.實(shí)驗(yàn)與計(jì)算數(shù)據(jù)如下表所示.加熱電壓V7090110塔頂播出液測(cè)量溫度.C24.024.024.0塔頂折射率1.36181.36171.3617標(biāo)準(zhǔn)折射率1.35951.35941.3594質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.91090.91510.9151摩爾分?jǐn)?shù)0.93020.93360.9336塔底釜液測(cè)量溫度.C24.724.824.7塔底折射率1.38051.38061.3815標(biāo)準(zhǔn)折射率1.37851.37861.3795質(zhì)量分?jǐn)?shù)0.10270.0

9、9680.0601摩爾分?jǐn)?shù)0.12990.12270.07703 3用圖解法求算理論塔板數(shù)根據(jù)已經(jīng)計(jì)算出的塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的組成,用圖解法分別求算在各加熱電壓下精儲(chǔ)塔的理論塔板數(shù).當(dāng)加熱電壓為 70V70V 時(shí),計(jì)算過(guò)程如以下圖所示.文案大全實(shí)用文檔從圖中可以看出,當(dāng)加熱電壓為 70V70V 時(shí),精儲(chǔ)塔的理論塔板數(shù)為7.當(dāng)加熱電壓為 90V90V 時(shí),計(jì)算過(guò)程如以下圖所示.文案大全實(shí)用文檔從圖中可以看出,當(dāng)加熱電壓為 90V90V 時(shí),精儲(chǔ)塔的理論塔板數(shù)為 8 8.當(dāng)加熱電壓為 110V110V 時(shí),計(jì)算過(guò)程如以下圖所示.文案大全實(shí)用文檔從圖中可以看出,當(dāng)加熱電壓為 110V110V 時(shí),

10、精儲(chǔ)塔的理論塔板數(shù)為 8 8.(4)(4)就算總板效率根據(jù)計(jì)算得到的理論塔板數(shù)可以求算在不同加熱電壓下,精儲(chǔ)塔的總半效率.計(jì)算數(shù)據(jù)如卜表所示.加熱電壓(V)7090110理論塔板數(shù)788實(shí)際塔板數(shù)999總板效率77.78%88.89%88.89%觀察表中數(shù)據(jù)可以看出,隨著加熱電壓的提升,理論塔板數(shù)逐漸增加,總板效率逐漸提升.五、思考題1 1 . .在精儲(chǔ)操作過(guò)程中,回流溫度發(fā)生波動(dòng),對(duì)操作會(huì)產(chǎn)生什么影響?文案大全實(shí)用文檔答：當(dāng)回流溫度升高時(shí),塔頂和塔釜的重組分的摩爾分?jǐn)?shù)都會(huì)提升.這可能會(huì)導(dǎo)致塔頂儲(chǔ)出液重組分含量超標(biāo),而塔底釜液產(chǎn)品質(zhì)量得到提升.反之,當(dāng)回流溫度下降時(shí),塔頂和塔釜的輕組分的摩爾分

11、數(shù)都會(huì)提升.這會(huì)導(dǎo)致塔頂播出液產(chǎn)品質(zhì)量提升,而塔釜液輕組分含量超標(biāo).2 2 . .在板式塔中,氣體、液體在塔內(nèi)流動(dòng)中,可能會(huì)出現(xiàn)幾種操作現(xiàn)象？答：操作現(xiàn)象主要有三種：鼓泡狀態(tài)、泡沫狀態(tài)和噴射狀態(tài).3 3 . .如何判斷精微塔內(nèi)的操作是否正常合理？如何判斷塔內(nèi)的操作是否處于穩(wěn)定狀態(tài)？答：(1)(1)判斷精微塔內(nèi)操作合理的方法：測(cè)量塔頂壓力,塔頂與塔底溫度及回流比是否符合設(shè)計(jì)要求,并測(cè)量塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的組成是否符合別離要求；(2)(2)判斷塔內(nèi)操作穩(wěn)定的標(biāo)準(zhǔn)：一、塔頂壓力與溫度維持穩(wěn)定,不發(fā)生波動(dòng)；二、塔頂儲(chǔ)出液與塔底釜液的組成保持不變,不發(fā)生波動(dòng).六、實(shí)驗(yàn)中應(yīng)注意的事項(xiàng)1 1 . .在開(kāi)車(chē)時(shí)應(yīng)先開(kāi)冷卻水,再向塔